Methoden der Hydrologie

Das Modul Methoden der Hydrologie gliedert sich in drei Bereiche.

Einführende Geländeexkusion: In der ersten Woche werden die geo- und umweltwissenschaftlichen Grundlagen im Rahmen einer zweitägigen Geländeexkursion in den Südschwarzwald vermittelt. Themenschwerpunkte sind: Geologie, glaziale und periglaziale Morphologie, Bodenbildung, Klima, Abflussbildung in verschiedenen Skalen, sowie Quelltypisierung.

Datenverarbeitung und GIS: Zur Datenverarbeitung wird die Software R über ein Leitprogramm vorgestellt, das folgendes enthält: Erste Schritte mit R und RStudio, Datenformate, Datenauswahl und Berechnungen, deskriptive Statistik. Mit "R" werden in Eigenarbeit hydrologische Datenzeitreihe untersucht. Mit QGIS werden danach Raumdaten analysiert, wobei verschiedene Datentypen (Raster, Vektor) getrennt behandelt werden.

Grundlagen hydrologischer Forschung: Im Master-Studium kommen Forschungsmethoden zum Einsatz, wird viel Literatur aus der Forschung verwendet und die Masterarbeit soll eine Forschungskomponente haben. Zur Vorbereitung darauf vermittelt dieser Teil die Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens mit Vorlesungen und Gruppenübungen zu Themen wie Forschungsdesign und –philosophie, der Kommunikation von Ergebnissen, sowie der Forschungsethik.

Einzugsgebietshydrologie

Im diesem Modul werden die Grundlagen der Einzugsgebietshydrologie vertieft und gleichzeitig einen Überblick über die von den Masterstudierenden erwarteten Grundlagen der Hydrologie gegeben. Folgende Themen werden erarbeitet: 

  1. Input (Niederschlag: Regen und Schnee), 
  2. Output (Verdunstung und Abfluss, Hoch- und Niedrigwasser), 
  3. Speicher (ungesättigt: Boden, gesättigt: Grundwasser), und 
  4. Wasserqualität und Landnutzung (Wald, Landwirtschaft, Stadt). 

Um die gelernten theoretischen Inhalte zu vertiefen, werden in der ersten Hälfte Gruppenarbeiten mit R durchgeführt, um hydrologische Methoden zur Analyse von Niederschlags- und Abflussdaten zu programmieren. In der 2. Hälfte werden die Methoden aller Gruppen zusammengeführt, damit individuell für ein ausgewähltes EZG die Analysen erstellt werden können. Dabei werden typische EZG Eigenschaften mit Hilfe von GIS erarbeitet (Topographie, Geologie, Hydrogeologie, Böden, Landnutzung, Oberflächengewässer, anthropogene Beeinflussung) und mit den R Funktionen der Gruppenarbeiten dynamische hydrologische Eigenschaften für das individuelle EZG berechnet.

Environmental Monitoring, Data Analysis and Visualization

In this module, you will receive the basics for the acquisition, handling and processing of space-time environmental data, to a level suitable for a later modeling.

Tracerhydrologie und Hydrochemie

In diesem Modul werden Grundlagen zu Hydrochemie und zu hydrologischen Tracern vermittelt.
Nach einer Kurzeinführung zur Hydrochemie und zum Konzept der Tracerhydrologie wird der Einsatz von hydrologischen Tracern in verschiedenen Bereichen vorgestellt. Dabei wird ein Markierversuch im Gelände und ein Labor-Säulenversuch durchgeführt, wobei die Ergebnisse beider Versuche mit Stofftransportmodellen ausgewertet werden. Zusätzlich werden typische Traceranwendungen mit verfügbaren Versuchsdaten geübt. 
Vorgestellte Einsatzbereiche von Tracern sind: Oberflächengewässer, Oberflächen-Grundwasserinteraktion, ungesättigte Zone, Grundwasser, Abflussbildungsforschung, Trinkwasserschutz, Ökosysteme.